Техническа дискусия относно високоскоростна линия за екструдиране на PE-RT тръби

Ningbo Fangli Technology Co., Ltd.е апроизводител на механично оборудванес над 30 години опит воборудване за екструдиране на пластмасови тръби, нова защита на околната среда и оборудване с нови материали. От създаването си Fangli е разработен въз основа на изискванията на потребителите. Чрез непрекъснато усъвършенстване, независима научноизследователска и развойна дейност на основната технология и храносмилане и усвояване на напреднали технологии и други средства, ние разработихмеЛиния за екструдиране на PVC тръби, Линия за екструдиране на PP-R тръби, Линия за екструдиране на водоснабдяване от PE / газови тръби, който беше препоръчан от китайското министерство на строителството за замяна на вносни продукти. Спечелихме титлата „Първокласна марка в провинция Zhejiang“.

I. Преглед

Полиетиленът с повишена температурна устойчивост (съкратено като PE-RT) е нов вид пластмасов тръбен материал. Благодарение на превъзходната си дълготрайна хидростатична якост, температурна устойчивост, гъвкавост при обработка, дълъг експлоатационен живот, термотопимост и възможност за рециклиране в сравнение с традиционните PE тръби, PE-RT тръбите се превърнаха в опора в изграждането на системи за топла вода и системи за подово отопление. По-специално, техният пазарен дял в тръбопроводните системи за подово отопление непрекъснато нараства. За да отговорят на изискванията на бързия растеж на пазара, производителите приемат методи за повишаване на производителността на труда, а именно чрез увеличаване на скоростта на производствената линия на екструзионното оборудване, за да увеличат производителността за единица време. Високоскоростните производствени линии обикновено работят при скорости, повече от два пъти по-високи от тези на конвенционалните линии (5–6 m/min). По-специално за по-големите производители на тръби, намаляването на броя на оборудването позволява по-ефективно използване на производственото пространство и намалява разходите за труд. По-малкото оборудване също улеснява по-лесния контрол на процеса, което е от решаващо значение за осигуряване на постоянно и еднакво качество на тръбите. Освен това, високоскоростните производствени линии консумират значително по-малко реална мощност от конвенционалните линии при високи работни скорости, като по този начин предлагат по-голяма енергийна ефективност. Удвояването на ефективността на отделна машина позволява на производителите на тръби да реагират гъвкаво на непрекъснато променящите се изисквания на пазара, да изпълняват поръчките на клиентите за възможно най-кратко време, да намаляват запасите от готови продукти и да ускоряват оборота на капитала. Тази статия обсъжда как да се постигне високоскоростно производство на тръби за подово отопление PE-RT чрез технически контрол на процеса, като по този начин се подобрява ефективността на производството, за да се отговори на нарастващото пазарно търсене.

II. Контрол на процеса

Поток на процеса:

Суровина пелети → Сушене →Екструдеротопление → Специфична матрица за PE-RT тръба → Вакуумно оразмеряване → Охлаждане и оформяне → Печат на тръби → Високоскоростенединица за изтегляне → Фреза без стружки→ Устройство за поемане → Визуална проверка и проверка на размерите → Просто опаковане → Тестване под налягане → Опаковане при квалификация → Складиране

Материалите, използвани за PE-RT тръби, включват DOWLEX 2344/2388E от Dow Chemical (САЩ), YUCLAIR DX800 и DX900 от SK Corporation (Южна Корея), SP980 от LG Chem, XP 9000 от Daelim Industrial и др. При високоскоростната екструзия параметрите на обработка варират значително в зависимост от използваната суровина. Следователно, стриктният контрол на качеството на суровините също е важна гаранция за осигуряване на качеството и експлоатационния живот на високоскоростните PE-RT тръби.

За суровините PE-RT най-високата производителност се постига в температурен диапазон на обработка от 180–210 °C. При високоскоростна екструзия, ако температурата е твърде ниска, може да възникне лоша пластификация, което да доведе до матова, нелъскава повърхност на тръбата или счупване на стопилката. Ако температурата е твърде висока, екструдираната заготовка става твърде мека и повърхността на тръбата е склонна да образува фини следи от вълни. Следователно, температурните колебания трябва да се контролират в рамките на приблизително ±5 °C. По-големите отклонения могат да причинят промени в дебелината на стената на тръбата и производителността.

III.PE-RT оборудване за екструдиране на тръби

Тъй като тръбите за подово отопление се доставят на рулони (обикновено 200–300 метра на бобина), отклоненията в средните секции на тръбата не се откриват лесно, което може да представлява риск за качеството. Производството на PE-RT тръби изисква отличните свойства на суровината да бъдат „репликирани“ върху завършената тръба, като същевременно се постига непрекъсната и високоскоростна екструзия за производство на висококачествени продукти с благоприятна икономическа възвръщаемост. Това налага модерно оборудване и високопрецизни контролни инструменти. Следователно дизайнът на главния екструдер е изключително важен; в противен случай както изходът, така и качеството ще бъдат трудни за постигане. Производствената линия обикновено използва шнеков екструдер Φ65, способен да постигне производителност до 250 kg/h и стабилни производствени скорости от 15–25 m/min или повече. Горният дизайн има за цел да интегрира оптимално всеки процес както от техническа, така и от икономическа гледна точка, за да постигне най-добра производителност и рентабилност. Поради относително високия вискозитет на стопилката на PE-RT, екструдерът е проектиран с висок въртящ момент, вносни опорни лагери и зъбни колела, изработени от специални сплави със специализирана топлинна обработка за намаляване на шума и топлинните загуби. Операциите по екструдиране се контролират от усъвършенствани системи за контрол, за да се осигури стабилно, безопасно и високоскоростно екструдиране на PE-RT.

По време на обработката на PE-RT тръба, ако етапите на топене на стопилка, образуване на заготовки и охлаждане/оразмеряване не са правилно контролирани, механичните свойства на тръбата могат да се влошат поради разграждане на материала, ориентация на молекулната верига или кристализация по време на охлаждане. Пластифицирането на суровината и охлаждането/оразмеряването на заготовката са ключови фактори за контролиране на качеството на екструзията. За оборудването за екструдиране трябва да бъдат изпълнени следните точки:

1.  Приемете ниски температури на топене, за да сведете до минимум разграждането на материала по време на топене и пластификация.

2.  Осигурете отлични и еднородни свойства на стопилка, предотвратявайки надлъжната ориентация на полимерните молекулни вериги по време на образуването на запарки.

3.  Постигнете равномерно охлаждане, за да намалите вътрешните напрежения в тръбата.

IV. Дизайн на винт и варел

Въз основа на характеристиките на суровините PE-RT, винтът изисква относително голямо съотношение дължина към диаметър (L/D), обикновено проектирано при 33:1. Шнековата структура възприема двустепенен дизайн на смесителния винт, като смесителните елементи са включени както в средата, така и в предния край на винта, за да се избегне прекомерно срязване на материала. Захранващата секция на цевта използва независима структура на втулка с циркулация на охлаждащата среда и вътрешни аксиални канали. Тези структурни проекти спомагат за подобряване на ефективността на транспортиране на захранващата секция. Материалите на винта и цилиндъра са изработени от висококачествени сплави със специализирана повърхностна обработка. Цилиндърът и винтът трябва да бъдат произведени с много висока точност. Ако прецизността е недостатъчна, въз основа на принципа на еквивалентността време-температура, всеки застоял материал, прилепнал към негладки повърхности, ефективно ще претърпи продължително излагане на висока температура с течение на времето, потенциално водещо до разграждане или продукти на разлагане. Непрекъснатото производство за продължителни периоди може да доведе до периодични черни петна по повърхността на тръбата, което се отразява неблагоприятно на качеството на продукта.

V. PE-RT-специфичен дизайн на матрицата

Конвенционалните матрици за екструдиране на тръби, като матрици тип "паяк" (поддържани от дорник), се борят да гарантират производството на PE-RT тръби поради дефекти на линията на заваряване в потока на стопилката. Понастоящем спираловидните щанцови глави се използват предимно както в страната, така и в чужбина, с коефициент на изтегляне обикновено между 1,3 и 1,6. Гладкостта на ръба на матрицата и повърхността на дорника пряко влияе върху външния вид на повърхността на тръбата. Проблеми като изхода и нестабилността на качеството могат да доведат до драскотини, фалшиви пукнатини, причинени от водно охлаждане, или натрупване на стопилка върху повърхността на тръбата. При продължително обслужване при висока температура и високо налягане, тези несъвършенства на повърхността могат да станат начални точки за повреди при спукване, като по този начин съкращават експлоатационния живот на продукта.

На практика е разработена конструкция на матрицата, която е по-подходяща за екструдиране на PE-RT, наричана специфична за PE-RT глава на матрица. Когато потокът от стопилка от екструдера навлезе в главата на матрицата, той първо преминава през разделител на потока във формата на звезда, като се разделя на множество потоци, които след това се рекомбинират и преминават през спирален разпределител, за да образуват пръстеновиден тръбен поток от стопилка. След това този поток преминава през пръстеновидно филтриращо устройство, претърпява постепенно компресиране след рекомбинация и накрая навлиза във формиращия канал, съставен от дорник и устна на матрицата, за да бъде екструдиран като заготовка. Чрез множество стъпки на разделяне и рекомбиниране, стопилката постига висока степен на хомогенна пластификация. Практическият опит показа, че тази матрица позволява екструдиране при „ниска температура, ниско налягане“, препоръчано за PE-RT от напреднали международни производствени линии, и нейният дизайн по същество предотвратява разграждането на материала поради прекомерно срязване, което я прави особено подходяща за високоскоростно производство.

VI. Високоефективна система за оразмеряване и охлаждане

Основната конфигурация на aЛиния за производство на PE-RT тръбие подобен на този на общите полиолефинови тръбопроводи, като основната разлика е в структурата на секцията за охлаждане и оразмеряване.

Поради високия вискозитет на PE-RT стопилката, пръстенът за предварително охлаждане обикновено се монтира преди оразмеряващата втулка, за да се улесни плавното навлизане на заготовката. Освен това, тъй като PE-RT има висока енталпия, за ускоряване на охлаждането може да се използва комбиниран модул за охлаждане и оразмеряване от тип ръкав и диск. Структурата, прецизността на обработката и методът на охлаждане на оразмеряващата втулка са от решаващо значение за качеството на обработката на PE-RT тръба. Оразмеряваща втулка с воден пръстен от дисков тип (където охлаждащата вода циркулира около оразмеряващата втулка, без да контактува директно с тръбата) позволява бързо производство на тънкостенни (студена вода) тръби в краткосрочен план. Въпреки това, тъй като материалът навлиза в оразмеряващата втулка при относително висока температура и с висок вискозитет, продължителната употреба на конвенционална оразмеряваща втулка от типа на воден филм може да доведе до постепенно загрубяване на външната повърхност на тръбата или дори до счупване на тръбата. Следователно, за производството на тръби от PE-RT се препоръчва оразмеряваща втулка с дискова водна завеса. Този дизайн осигурява предварително охлаждане на тръбата, преди да влезе в оразмеряващата втулка и също така предотвратява залепването на материала и запушването на входа на оразмеряващата втулка. Като се има предвид относително високата енталпия на материала PE-RT, особено по време на високоскоростно производство на тръби, е необходима по-голяма обща дължина на охлаждане, за да се отговори на по-високите скорости на екструдиране. Обикновено общата дължина на охлаждане на производствената линия надхвърля 23 метра, включвайки един резервоар за вакуумно оразмеряване и две корита за охлаждаща вода. Тази конфигурация на дължината на охлаждане е проектирана да осигури достатъчен капацитет на охлаждане за производство на тръба 20 x 2,0 mm при линейни скорости над 15 m/min.

VII. Заключение

За да се гарантира както производителността, така и качеството при високоскоростното производство на PE-RT тръби, от съществено значение е да се използва усъвършенствано, високо прецизно оборудване и инструменти, да се възприемат рационални и подходящи методи за оразмеряване и стабилен контрол на процеса и да се наложат стриктни мерки за контрол на качеството във връзка с висококачествени суровини. Чрез подобряване на производителността на труда производителите могат да постигнат по-ниски разходи за обработка и по-висока производителност, като по този начин предлагат продукти на по-конкурентни цени, за да отговорят на непрекъснато нарастващото пазарно търсене.

Ако имате нужда от повече информация,Ningbo Fangli Technology Co., Ltd.приветства ви да се свържете за подробно запитване, ние ще ви предоставим професионални технически насоки или предложения за закупуване на оборудване.